我們來做一個新鮮的游戲,請你隨便選一個四位數.當然1 000就是一個四位數,但這個數太簡單了,我們挑一個復雜的,做起來更有趣.
比如說,我們選1234吧!下一步怎么做呢?請把這個數的每一位數字都平方,然后相加. 12+22+32+42=1+4+9+16=30,這樣一來,原來的數就變成了30.再將30的每一位數字都平方,然后相加,即32+02=9.然后再將9這個數平方,得81……不斷重復,按照這種規則做下去,會得到什么數呢?規則就這么簡單,大家不妨在紙上演算一番,1234→30→9→81→65→61→37→……
算到這里,有的同學也許會不耐煩,說:“這是個無底洞,算到明天也算不完!”可是,只要大家耐心地算下去,要不了多久,大家就會發現奇跡的(如圖1).
你看,這些數字就像大鬧天宮的孫悟空一樣,跌進如來佛的手心,不斷地轉圈子,卻怎么也出不來了.有的同學會說:“這也許是很偶然的現象吧.”那么,就請大家再選一個數字,就請大家選1980試一試吧,計算的過程中仍然出現了轉圈子的現象(如圖2).
轉圈子的現象稱為“循環” ,在控制論的理論與實踐中都有一定意義.但是,也請大家注意,有些四位數按照上述法則進行變換則是以1為歸宿的.例如2008變化的情況如下:2008→68→100→1→1→……
這實際上也是在轉圈子.也就是說,變到1以后,按照運算法則進行下去,以后就一直是1.這個1就稱為“溝”,也有人叫“匯” ,有“百川歸海”的意思.
自然數里充滿了許多奇妙的現象,我們今后將會學到更多東西.
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